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Verfahren zur Volumen-Reduktion in Rohrleitungen strömender Gasmengen
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Volumen-Reduktion in Rohrleitungen
strömender Gasmengen.
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Bei den gebräuchlichen Reduktionsverfahren wird eine elastische Membrandose
aus dünnwandigem Wellrohr mit einem darin eingeschlossenen Vergleichsgas dem zu
messenden Gas ausgesetzt, wobei das Vergleichsgas Druck und Temperatur des Meßgases
annimmt und seine Volumenänderung als Hub des Membranbodens eine veränderliche Übersetzung
oder ein Summiergetriebe im Zählwerksantrieb steuert.
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Die nach diesem bekannten Verfahren arbeitenden Umwerter verlieren
meist schon nach einer verhältnismäßig kurzen Betriebsdauer ihre Zuverlässigkeit,
weil sich bei den genannten Volumenänderungen die Eigenfederung der Membrandose,
welche bei der Eichung des Umwerters mit einjustiert werden muß und eine erhebliche
Materialbeanspruchung bedingt, fortschreitend ändert, bis schließlich die bleibende
Dehnung der Dose einen Betrag annimmt, der ihre Auswechslung erforderlich macht.
Es besteht daher auch bei diesen Umwertern bei plötzlich auftretendem Überdruck
oder bei Druckloswerden der Leitung stets die Gefahr, daß sie durch Beschädigung
der Membrandose unbrauchbar werden.
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Die genannten Mängel haften in gleichem Maße einem vorgeschlagenen
Umwertungsverfahren an, bei welchem die elastische Membrandose einen Regler, sei
es einen Druckregler, sei es über ein Relais einen als Temperaturregler dienenden,
in die Meßleitung eingebauten elektrischen Heizkörper steuert, wodurch der Quotient
PIT aus absolutem Druck und absoluter Temperatur konstant gehalten und eine veränderliche
Übersetzung entbehrlich wird.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, das Vergleichsgas in eine lappige
Hülle einzuschließen und diese in ein Gefäß mit Flüssigkeit zu tauchen, wobei das
Ganze, Flüssigkeitsbehälter und Hülle mit Vergleichsgas, dem zu messenden Gas ausgesetzt
wird und die Höhe des Flüssigkeitsspiegels ein Maß für die jeweilige Größe des Vergleichsgasvolumens
gibt.
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Bei diesem bekannten Verfahren vollzieht sich der Temperaturausgleich
zwischen Vergleichsgas und Meßgas wegen der dazwischenliegenden Flüssigkeit äußerst
träge, die Anzeigekorrektur ist gegenüber dem Gasdurchgang am Zähler zeitlich verzögert,
und es entstehen falsche Meßergebnisse. Außerdem wird wegen des Temperaturunterschiedes
zwischen der Flüssigkeit in den Übertragungsleitungen und dem zu messenden Gase
die Größe des Vergleichsgasvolumens nicht richtig angezeigt.
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Die Erfindung ermöglicht es, Volumenumwerter zu bauen, denen die
genannten Mängel nicht anhaften.
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Sie stellt ein neues, vereinfachtes Verfahren der Mengenumwertung
dar, bei welchem ein Vergleichsgas zur Darstellung der Meßgastemperatur überhaupt
nicht mehr benötigt wird, und besteht im wesentlichen darin, daß man die Summe der
Ausschläge zweier Druckmesser, von denen einer den Betriebsüberdruck des Meßgases,
der zweite den Barometerstand anzeigt, sowie gegebenenfalls den Ausschlag eines
die Meßgastemperatur anzeigenden Temperaturmessers auf eine zugleich als Meßgrößenumformer
ausgebildete Rechenvorrichtung und deren resultierende Verstellgröße auf eine der
erwähnten, bei Umwertern üblicherweise im Zählwerksantrieb vorgesehenen Korrekturvorrichtungen
überträgt.
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Die Erfindung und die ihr zugrunde liegenden Überlegungen seien im
folgenden ausführlich erläutert. Bekanntlich erfolgt die Umwertung des Betriebsvolumens
vom Betriebszustand p, T auf den Normalzustand pO, T0 nach der Zustandsgleichung
P.v pO Po.vo T T0 und es ist V =V po T oder, wenn man für den Quotienten p.T0 ~
po. T einsetzt,-V0 = V z, worin z der Umwertungsfaktor ist.
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Setzt man nun den absoluten Druck p = ba + Pit und die absolute Temperatur
T = T0 + , worin ba der Barometerstand, pb der Betriebsüberdruck, ft die Betriebstemperatur
des Meßgases ist, und entwickelt man den obigen Quotienten in einer Reihe, so erhält
man (1)
Wenn man diese Reihe nach dem ersten Glied abbricht und alle übrigen zu einem Restglied
R zusammenfaßt, so ergibt sich die Gleichung
Aus ihr geht hervor, in welcher Weise der Umwertungsfaktor z einerseits durch den
Barometerstand und den Betriebsüberdruck, andererseits durch die Größe R bestimmt
ist, welche nach obigem eine Funktion der Meßgastemperatur darstellt. Aus ihr folgt
also auch, daß man eine einwandfreie Volumen-Reduktion erzielt, wenn man die Korrekturvorrichtung
im Zählwerksantrieb - sei es eine an sich bekannte veränderliche Übersetzung, sei
es ein an sich bekanntes Summiergetriebe - in der erfindungsgemäßen Weise nach einem
auf Grund dieser Gleichung dargestellten Umwertungsfaktor z steuert.
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Da für eichpflichtige Messungen federbelastete Stellorgane (Membrandosen,
Kolben usw.), wie man sie sonst für Druckmessungen benutzt, nicht zulässig sind,
werden bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Druckgrößen vorzugsweise
ausgewogen, d. h. mittels einer Waage gemessen und deren Ausschlag dem erwähnten
Meßgrößenumformer mitgeteilt. Dieser Meßgrößenumformer ist als Mittel zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
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Nun treten aber bei der Messung des absoluten Barometerstandes insofern
Komplikationen auf, als er sich in noch keiner anderen Weise als mit den bekannten
Mitteln der Membrandose oder des Quecksilberbarometers messen läßt und das Quecksilberbarometer
seinerseits wegen der Aufrechterhaltung der Torricelleschen Lehre nicht in Betracht
kommt.
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Dieser Schwierigkeit wird in weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dadurch begegnet, daß an Stelle des Barometerstandes ba eine mit ihm
in funktioneller Abhängigkeit stehende Hilfsgröße eingeführt wird. Als solche kommt
z. B. die Differenz zwischen einem festen Druck (vorzugsweise 760 Torr) und dem
jeweiligen Barometerstand ba in Betracht, wie sich aus den folgenden Überlegungen
ergibt: Für ein in einem Gefäß mit veränderlichem Rauminhalt eingeschlossenes Gas
vom Zustand V*, T*, p* gilt nach der Zustandsgleichung allgemein P1*- V,* = po-
vo P1*= V0 . T1* .
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T1* oder p0 T0 . V1* Sorgt man nun dafür, daß der Quotient T1* Vl*
des eingeschlossenen Gases konstant bleibt, so kann man T1* ~ T0 V1* V0 setzen.
Es wird also pl* ~~ V0 T0 ~~ po To Vo V0 oder, wenn man wieder den absoluten Druck
als Summe von Barometerstand und Überdruck schreibt:
pl* ba +pü*
Po Po Po Po worin pü* den Überdruck des eingeschlossenen Gases bedeutet. Es ist
also ba + pü* = pO oder ba = P0 -woraus folgt, daß der Hilfsdruck pü* ein exaktes
Maß für den Barometerstand ist.
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Mit anderen Worten: Man braucht, um einen Hilfsdruck pü* zu gewinnen,
welcher zum Barometerstand in funktioneller Abhängigkeit steht, z. B. nur irgendein
beliebiges Gas in ein Gefäß mit beweglichem Boden einzuschließen und den Boden immer
so einzustellen bzw. zu steuern, daß das Verhältnis T,*1V1* oder ganz allgemein
T*/V* konstant bleibt, daß also, wenn sich die Temperatur des eingeschlossenen Gases
um einen bestimmten Prozentsatz im einen oder anderen Sinne ändert, sich auch sein
Volumen gleichsinnig um den gleichen Prozentsatz ändert.
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Aus ba = p, - pü* folgt durch Umformung ba --1 Po Po Setzt man diese
Beziehung in die Gleichung (II) ein, so ergibt sich (TTT
Es sei betont, daß es sich bei der Temperaturfunktion
um eine solche des zu messenden Gases handelt, die nicht mit der obenerwähnten Temperatur
T,* des eingeschlossenen Hilfsgases zu verwechseln ist. Ihre Werte ergeben sich
für die Meßgastemperaturen ft = 10, + 0, + I0, + 20, + 30 und f 40°C zuR -0,038,
i 4 + 40353, + 0,0625, + o,ogg und + o,1280C. Es ist also jeder Betriebstemperatur
des Meßgases ein bestimmter R-Wert zugeordnet.
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Zur Darstellung der Differenz zweier Drücke, hier also der Größe
pu-pü*, kann jeder Differenzdruckbildner dienen, z. B. auch eine Neigungswaage,
deren Waagschalen als Membranen ausgebildet sind. Auf die eine Waagschale wirkt
der Druck p,, auf die andere der Hilfsdruck mit*. Dann ist der Ausschlag des Waagenpendels
oder eines damit verbundenen Steuergliedes (Kulisse od. dgl.), sofern die Membranen
die gleiche Größe haben, der Differenz püpü* proportional. Auch bei dieser Differenzdruckdarstellung
wird die für eichpflichtige Messungen unzulässige Anwendung federnder Stellorgane
vermieden. Dabei wird auch von der mechanischen Seite her, nämlich durch kraftschlüssige
Kupplung der beiden Drücke über den Waagebalken, die strenge Erfüllung der obigen
mathematischen Forderungen gewährleistet.
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In Fig. I der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt, und zwar unter Berücksichtigung
jenes vorzugsweisen Falles, in welchem der erwähnte, vom Barometerstand abhängige
Hilfsdruck pü* als Steuergröße Anwendung findet.
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In einem Gefäß I mit beweglichem Boden 2 ist ein beliebiges Gas eingeschlossen.
An den Boden 2 ist ein bei 3 schwenkbar aufgehängter Hebel 4 angelenkt, so daß jeder
Stellung des Bodens 2 eine bestimmte Schwenklage des Hebels 4 zugeordnet ist. An
diesen greift im Gelenkpunkt 5 eine Stange 6 an, welche vom Verstellglied 7 eines
Thermometers gesteuert wird, dessen Temperatuftuhler 8 beispielsweise im Gefäß 1
angeordnet ist und demzufolge die Temperatur T1* des darin eingeschlossenen Gases
annimmt. Dabei stellt das Stellglied 7 über den Hebel 4 die Höhenlage des Bodens
2 und damit den Volumeninhalt des Gefäßes 1 entsprechend der jeweiligen Temperatur
T1* des eingeschlossenen Gases ein. Dieser Einstellung kann man durch Einschaltung
eines entsprechenden Übersetzungsgetriebes (Kulissengetriebe, Wälzhebelgetriebe
od. dgl.) jede gewünschte Genauigkeit geben, so daß die Konstanz des Verhältnisses
T*/V* gewährleistet ist.
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Nun handelt es sich bei dem Hilfsdruck Pü* zwar um einen Überdruck,
und folglich ist seine Messung immer mit einer wenn auch noch so geringen Änderung
desVolumeninhalts des Gefäßes I verbunden. Vergegenwärtigt man sich aber, daß sich
der Hilfsdruck pü* und damit die genannte geringe Volumenabweichung mit der Temperatur
T* ändert, so ist ohne weiteres klar, daß sich diese Volumenänderung unschwer in
der Charakteristik der erwähnten Übersetzung zwischen dem Thermometer7, 8 und dem
Boden 2 des Gefäßes I berücksichtigen und damit eine fehlerlose Messung des Hilfsdrucks
pü* erreichen läßt.
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Das Thermometer 7, 8 ist vorzugsweise ein Flüssigkeitsthermometer
(Quecksilber, Toluol usw.), weil bei dieser Bauart die Verstellkräfte sehr groß
sind und keine Beeinflussung durch den Barometerstand, d. h. durch den Atmosphärendruck,
zu befürchten ist, der auf den Boden 2 wirkt.
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Mit g und 10 sind die beiden Seiten eines Waagebalkens bezeichnet,
der auf einer fest angeordneten Schneide II gelagert ist und seinerseits zwei weitere
Schneiden trägt, auf seiner Seite g die Schneide 12, auf seiner Seite 10 die Schneide
I3. Auf diesen Schneiden sind als Waagschalen die unter sich gleich großen welchen
Membranen 14 und 15 gelagert, deren eine den Topf I6, deren andere den Topf I7 abschließt.
Die Seite 10 des Waagebalkens ist an ihrem freien Ende an einem Stahlband 18 aufgehängt,
welches über die bei 19 in Schneiden gelagerte Walze 20 einer Neigungswaage gelegt
und als einer ihrer Arme daran befestigt ist. Ihr anderer Arm ist ein Pendelarm
21 mit einem Gewicht 22, welcher in seiner unteren Verlängerung eine Kulisse 23
mit einem sichelförmigen Ausschnitt 24 trägt. Um den Einfluß der Kulisse auf den
Pendelausschlag auszubalancieren, ist ein Gegengewicht 25 angeordnet.
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Die hier beschriebene Anordnung I bis 9, I2, I4, 16, bei welcher
der Barometerstand indirekt, nämlich als Differenz zwischen einem festen Druck pO
und dem Überdruck pü* des eingeschlossenen Gases, gemessen wird, ist im folgenden
als Differenzbarometer bezeichnet, und die Anordnung I bis 8 ist der Geber dazu.
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In den Kulissenausschnitt 24 greift die Tastspitze 26 eines bei 27
verschwenkbar gelagerten Hebels 28 ein, dessen Bewegung einerseits durch die obere,
andererseits durch die untere Berandung des Kulissenausschnitts 24 begrenzt ist.
Dieser Hebel 28 steht über ein federndes Glied 29 mit einer Schubstange 30 in Verbindung,
welche am Kurbelzapfen 31 eines Zahnrades 32 angreift, das seinerseits durch die
Zählerwelle 33 über die Kupplung 34 und das Zahnrad 35 angetrieben wird. Das Zahnrad
32 steht ferner im Eingriff mit dem Zahnrad 36, mit welchem das Sonnenrad 37 eines
Differentialgetriebes 37, 38, 39 starr gekuppelt ist. Das andere Sonnenrad 39 sitzt
fest auf der Welle 40, die vom Tasthebel 28 über eine bei 41 an ihn angelenkte Stoßstange
42, den Klinkenhebel 43, 44, die Sperre 45, 46, die Welle 47 und ein Räderpaar 48,
49 angetrieben wird. Die Verschwenkung des Planetenrades 38 wird über ein Justiergeftiebe
50 auf das Zählwerk 51 übertragen.
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Der im Gefäß 1 herrschende Überdruck Pü* wird über den Topf I6 auf
die Membran 14 übertragen und die an dieser Membran entstehende Kraft von der Schneide
12 aufgenommen. Entsprechend wirkt der Betriebsüberdruck Pü des zu messenden Gases
über den Topf 17 auf die Membran 15, und die dort erzeugte Kraft wird von der Schneide
I3 aufgenommen.
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Da die Membranen 14 und I5 gleich groß und im gleichen Abstand von
der Schneide II angeordnet sind, ist die am freien Ende des Hebelarmes 10 wirkende
Kraft proportional der Differenz Pit-Pit*. Sie wird vom Band I8 aufgenommen und
erteilt der Walze 20 ein Drehmoment und damit dem Pendel 21, 22 einen entsprechenden
Ausschlag.
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Bei der praktischen Ausführung ist die Länge des Hebelarmes 10 und
der Durchmesser der Walze 20 vorzugsweise so zu bestimmen, daß die Hubbewegungen
der Membranen 14 und 15 sehr klein werden.
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Der Ausschlag des Pendels 21, 22 hat zwangläufig eine kleine Bewegung
der Membran 14 und damit eine kleine Änderung des im Gefäß I eingeschlossenen Gasvolumens
V1* und dementsprechend also auch eine kleine Ungenauigkeit in der Wiedergabe des
Hilfsdrucks pü* zur Folge. Aber dieser kleine Fehler läßt sich leicht beheben, beispielsweise
indem man die Volumenänderung d V* des Hilfsgases, welche dem maximalen Ausschlag
des Pendels 2I, 22 zugeordnet ist, im Verhältnis zum gesamten Hilfsgasvolumen V*
verschwindend gering macht. Man kann aber auch die bekannte Erscheinung benutzen,
daß sich die wirksame Fläche einer Membran mit deren Abstand von der Mittelage ändert,
und die Anordnung so treffen, daß die Mittellage der Membran 14 beim größten Ausschlag
des Pendels 2I, 22 erreicht wird. Und man kann sich schließlich beider Mittel zugleich
bedienen, um zu erreichen, daß der Ausschlag des Pendels 2I, 22 und damit auch die
Verstellung der Kulisse 23 ein exaktes Maß für die Größe ü-pu* ist.
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Mit dem Antrieb seitens der Zählerwelle 33 wird das Rad 32 in Umdrehung
und der Hebel 28 in eine auf und ab schwingende Bewegung um seinen Schwenkpunkt
27 versetzt, deren Hubgröße je nach der Stellung der Kulisse 23 größer oder kleiner
ist. Diese Schwingbewegung wird durch die oben beschriebenen Übertragungsglieder
40 bis 49 in eine Drehbewegung des Sonnenrades 39 umgewandelt, welches also bei
jeder Aufundabbewegung des Hebels 28, d. h. bei jeder Umdrehung der Zählerwelle
33 einmal um einen bestimmten, der jeweiligen Kulissenstellung entsprechenden Betrag
weitergedreht wird.
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Die obere Berandung des Kulissenausschnitts 24 stellt einen um die
Lagerachse 19 der Walze 20 beschriebenen Kreisbogen dar. Die untere Berandung des
Kulissenausschnitts läßt sich empirisch so ausbilden, daß der Vorschub des Sonnenrades
39 bei jeder Umdrehung der Zählerwelle 33 gleich (püPü*)lPo ist. Die Übersetzung
vom Rad 32 zum Sonnenrad 37 ist rechnerisch so zu bestimmen, daß der Vorschub des
Sonnenrades 37 je Umdrehung des Rades 32 gleich I ist (vgl. die in Anschluß an Gleichung
(III) gegebenen Zahlenwerte!). Da beide Sonnenräder gleichsinnig laufen, gibt das
Planetenrad 38 über das Justiergetriebe 50 die Summe der Bewegungen der Sonnenräder
37 und 39 an das Zählwerk 5I weiter, welches nun den Wert Ps anzeigt.
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Gemäß Gleichung (III) zeigt der Umwerter also richtig für R = o,
also für ft = o"C, denn für diesen Fall ist (I-R) = I. Für andere Temperaturen,
z. B. für -10, +I0, +20, +30, +400C, ergeben sich andere R-Werte und damit auch
andere (1 - R)-Werte.
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Damit man nun nicht dementsprechend für jede Temperatur eine andere,
dem Wert (I-R) entsprechende Übersetzung zwischen den Rädern 48 und 39 einschalten
muß, wird gemäß der Erfindung eine entsprechende Anzahl von Kulissen angewendet,
alle mit der gleichen kreisförmigen oberen Berandung des Kulissenausschnitts 24,
während ihre untere Ausschnittsberandung empirisch jeweils so gewählt und bestimmt
ist, daß der Vorschub des Sonnenrades 39 bei der betroffenen Temperatur bzw. TemperaturstufeE
gleich Pfl p » (I-R) p0 ist.
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Diese Kulissen sind zu einer paketähnlichen baulichen Einheit zusammengelegt
und verbunden, wobei die Anordnung so getroffen sein kann, daß ihre oberen Ausschnittsberandungen
einander decken, oder auch so, daß sie einander nicht decken. (Hier sei zunächst
angenommen, daß sie sich decken.) Und es ist ein Thermometer, vorzugsweise ein Flüssigkeitsthermometer,
vorgesehen, welches den Hebel 28 zusätzlich auch noch in einer Ebene senkrecht zu
seiner tastenden Aufundabbewegung steuert, so daß die Tastung jeweils innerhalb
derjenigen Kulisse stattfindet, welche der gerade herrschenden Meßgastemperatur
zugeordnet ist.
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Fig. 2 der Zeichnung, welche eine beispielsweise Anordnung dieser
Art zeigt, stellt einen Schnitt senkrecht zur Zeichenebene der Fig. I dar, der durch
denWaagendrehpunkt 19 und die Tastspitze 26 geführt ist und sämtliche Kulissen schneidet.
Diese Kulissen, deren jede einer der Temperaturstufen = -10, 0, +10,
+20,
+300 C zugeordnet ist, haben alle die gleiche Stärke o. Die unteren Berandungen
ihrer Ausschnitte 24 bilden hier gegeneinander treppenförmige Absätze 52. Die Tastspitze
26 befindet sich gerade in der o°-Kulisse. Bei einer anderen Temperatur würde sie
sich in einer anderen, z. B. bei 20°C, wie mit gestrichelten Linien eingetragen,
in der zweiten Kulisse von rechts befinden müssen. 53 ist das erwähnte Thermometer,
welches den Hebel 28 und damit die Tastspitze in der beschriebenen Weise quer zur
Ebene der Tastbewegung steuert. Zur Übertragung dieser Quersteuerung dient hier
ein bei 54 gelagerterSchwenkhebeltrieb 55, 56, 57.
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Schleift man die Treppenabsätze 52 ab, so entsteht ein durch die
ganze Kulissenschar stetig ansteigendes Profil 58, und es können nun ohne Beschränkung
auf die genannten Temperaturstufen auch alle dazwischenliegenden Temperaturen richtig
erfaßt werden, richtige Justierung der Übertragungsglieder 54 bis 57 vorausgesetzt.
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Nun wird aber nach dem Obigen das Sonnenrad 39 um einen Betrag (Pit-Pit*)
(I-R) weitergedreht, welcher der jeweiligen Betriebstemperatur 6 zugeordnet ist,
d. h., die Umwertung erfolgt mit dem Faktor Z = I + » » (IR). p0 Da aber nach der
Gleichung (III) Z = 1 + Pit-Pit* » - » - R p0 ist, muß noch der Einfluß der Größe
R berücksichtigt werden, die, wie gesagt, für jede Betriebstemperatur des Meßgases
einen anderen, für eine bestimmte Temperatur aber einen bestimmten konstanten Wert
besitzt. Dieser Wert R ist abzuziehen.
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Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß der Hub der Tastspitze
26 um einen Betrag d geändert wird, welcher einer Verdrehung des Sonnenrades 39
um den Wert R entspricht. Für o" ist d = o, für andere Temperaturen hat der Wert
R und damit der Betrag d eine andere konstante Größe.
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Man kann diese Hubkorrektur sowohl an der oberen wie auch an der
unteren Berandung der einzelnen Kulissenausschnitte vornehmen. Beim Beispiel der
Fig. 2 greift sie an der oberen Berandung Platz. Da R mit steigender Betriebstemperatur
ft größer wird, kommt es nun auch dort zur Treppenbildung, und zwar abwärts führend,
weil bei Temperaturen über o" C der Wert d negativ ist. Auf Fig. I übertragen, wäre
jede dieser Stufen durch einen zur oberen Ausschnittberandung der o°-Kulisse konzentrischen
Kreisbogen darzustellen, dessen Radius um den der Betriebstemperatur 9 zugeordneten
Korrekturbetrag d vom entsprechenden Radius r der o°-Kulisse abweicht. Aus den gleichen
Gründen wie die untere Treppe ist auch diese obere Treppe vorzugsweise abzuschleifen,
wobei ein durch die ganze Kulissenschar stetig abfallendes Profil 59 entsteht.
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Durch diese Maßnahmen ist erreicht, daß bei richtiger Quereinstellung
seitens des Thermometers 53 der Tasthub der Spitze 26, welcher durch die Profile
58 und 59 bestimmt ist, für alle zwischen den Grenzen -10 und +30"C liegenden Temperaturen
für jeden Ausschlag des Pendels 2I, 22 und der Kulisse 23 die Sollgröße besitzt.
Infolgedessen ist auch der Vorschub des Sonnenrades 39 innerhalb der gewählten Temperaturgrenzen
und für alle Betriebsüberdrücke zwischen demjenigen, welcher der Null-Lage, und
jenem, welcher dem maximalen Ausschlag des Pendels zugeordnet ist, gleich Ps » (1
- R) - R.
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Das erfindungsgemäße Umwertungsverfahren ermöglicht es ohne weiteres,
mit ein und derselben Anordnung in sehr weiten Temperatur- und Druckgrenzen umzuwerten.
Sind höhere Druckbereiche zu berücksichtigen, so ist bei der Auswiegung der Drücke
die weiche Membran 15 beispielsweise durch einen Druckindikator oder einen Federungskörper
zuersetzen. Kommen ausschließlich hohe Drücke in Frage, so kann die Einrichtung
zur Erzeugung und Üb ertragung des Hilfsdrucks pü* (Differenzbarometer I bis 9,
I2, I4, I6) in Wegfall kommen, weil dann die Änderungen des Barometerstandes gegenüber
dem Betriebsüberdruck des Meßgases vernachlässigbar klein werden.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Umwertungsverfahrens ist nicht
an die beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Mittel gebunden.
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So kann natürlich an Stelle der Verbindung vonBalken-und Neigungswaage
auch jede andere denkbare Ausbildung eines Differenzdruckbildners zur Darstellung
des Werts PÇGp* dienen. Ebenso kann an Stelle der beschriebenen Tastvorrichtung
irgendeines der im Umwerterbau üblichen veränderlichen Übersetzungsgetriebe verwendet
werden, welches durch den Ausschlag des Differenzdruckbildners gesteuert wird.
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Es kann auch der Fall eintreten, daß der Barometerstand ba größer
ist, als es dem Normaldruck (pO = 760Torr) entspricht. Um zu vermeiden, daß in solchen
Fällen ein Abheben der Membran 14 von der Schneide 12 stattfindet, wird erfindungsgemäß
eine zusätzliche Belastung der Membran 14 eingeführt, die vorzugsweise durch Erhöhung
des Druckes im Gefäß I um einen ausreichenden Betrag erzielt wird. Diese zusätzliche
Belastung der Membran 14 wird durch ein (am Arm 10 mit gestrichelten Linien angedeutetes)
Gewicht kompensiert.
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Aus dem Ausdruck p = ba + Pit = Po - Pit* + Pit folgt, daß die beschriebene
Kombination aus dem Differenzbarometer I bis 9, I2, I4, I6 einerseits und dem Differenzdruckbildner
I0, II, I3, I5, I7 bis 22 andererseits zugleich auch eine Vorrichtung zur direkten
Messung des absoluten Druckes darstellt und damit derartige Messungen erstmalig
ermöglicht.
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Selbstverständlich kommen in der Praxis auch Fälle vor, in denen
es sich um keine eichpflichtige Messung handelt, in denen also im Gegensatz zu den
bisher betrachteten Fällen die Verwendung einer Membrandose zulässig und damit die
Verwendung des Barometerstandes selbst als Steuergröße möglich ist.
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In solchen Fällen ist dann ebenfalls die Einrichtung zur Erzeugung
und Übertragung des Hilfsdrucks p* (Differenzbarometer) wegzulassen, und der Ausdruck
(I-R) kann durch gleiche Mittel (Neigungswaage, po Tasthebel, Kulisse usw.) etwa
als Vorschub des Sonnenrades 37 dargestellt werden, wie sie oben für den Ausdruck
p¢ (I-R) beispielsweise zum Vorschub des po Sonnenrades 39 beschrieben wurden. Dabei
erfolgt die Steuerung dann einfach durch eine Barometerdose.